Investigadores de Mount Sinai desarrollan la herramienta HistoAge, que abre nuevas perspectivas en la investigación de enfermedades cognitivas y Alzheimer.
Una investigación realizada por investigadores del sistema de salud Mount Sinai mostró la utilización de inteligencia artificial (IA) para desarrollar un modelo de predicción de edad en tejido cerebral humano, algo que no se había logrado anteriormente. Este modelo, llamado “HistoAge”, se basa en la composición celular de muestras de tejido cerebral humano y puede predecir la edad en la que una persona fallecerá con una precisión promedio de 5.45 años.
El estudio se centró en el hipocampo, una región del cerebro que se sabe que está involucrada en el envejecimiento cerebral y enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad, como la enfermedad de Alzheimer. Los investigadores recopilaron casi 700 imágenes digitalizadas de secciones del hipocampo de donantes de cerebro ancianos para desarrollar el algoritmo de estimación de edad del cerebro.
De esta manera, utilizaron un modelo de aprendizaje automático para estimar la edad en la que una persona fallecerá basándose únicamente en la sección digitalizada, una tarea imposible de realizar con precisión para un observador humano. La diferencia entre la edad predicha por el modelo y la edad real se utilizó para calcular el envejecimiento del cerebro.
Posteriormente, luego de comparar las medidas de envejecimiento del modelo HistoAge con medidas actuales de envejecimiento (por ejemplo, metilación del ADN), descubrieron que el envejecimiento basado en HistoAge tenía una relación más fuerte con el deterioro cognitivo, enfermedades cerebrovasculares y los niveles de agregación anormal de proteínas degenerativas relacionadas con enfermedades como Alzheimer. El estudio concluyó que el modelo HistoAge es una métrica confiable e independiente para determinar la edad del cerebro y comprender los factores que impulsan la neurodegeneración con el tiempo.
“La influencia disruptiva de la IA en la investigación cerebral es un cambio de paradigma que nos impulsa hacia la próxima generación de curas. El modelo HistoAge nos permitirá descubrir aspectos causales cruciales de enfermedades cerebrales debilitantes, como la enfermedad de Alzheimer”, explicó el Dr. John F. Crary, especialista en neurociencia e IA en Icahn School of Medicine en Mount Sinai y uno de los autores del estudio.
En este sentido, los investigadores sugieren que el modelo HistoAge y algoritmos similares futuros representan una nueva herramienta para evaluar el envejecimiento y la neurodegeneración en muestras humana, de tal manera, que estos modelos podrían desplegarse fácilmente en laboratorios de investigación clínica y traslacional a gran escala. Además, ofrecen métricas más precisas y sólidas de los cambios celulares que se relacionan con enfermedades degenerativas. Finalmente, entre los planes futuros del equipo de investigación se encuentra una colaboración para la creación de un conjunto de datos de IA a gran escala que permitirá desarrollar modelos de IA más poderosos y con el potencial de transformar la comprensión de enfermedades cerebrales.
“Este modelo abre las compuertas para una serie de análisis fascinantes y esenciales que nos acercan finalmente a comprender el cerebro envejecido y las enfermedades cerebrales relacionadas con la edad, como el Alzheimer. Esta es la primera vez que hemos podido cuantificar cuánto envejecimiento hay en el cerebro en la patología. Con este enfoque, podemos descubrir genes que protegen contra el envejecimiento cerebral o genes que empeoran el envejecimiento en el cerebro, así como descubrir los factores de riesgo ambientales que hacen que los cerebros de las personas envejezcan más rápido”, detalló Gabriel A. Marx, residente en neurología en Icahn School of Medicine.
